实验装置教学设计

实验装置教学设计（共9篇）

实验装置教学设计 篇1

摘要：本文介绍了设计性实验“多普勒效应研究变速度运动”, 该实验要求学生理解多普勒效应测量速度的原理，利用多普勒效应及声速综合测试仪、智能控制系统实验仪器，设计出一套多普勒效应测量变速度的实验装置，并利用该实验装置测量简谐运动物体的速度。

关键词：多普勒效应； 设计性实验； 大学物理；

大学物理实验作为培养学生创新能力的重要环节，应当为学生提供足够的条件，使学生获得富有探索和创造性的学习环境，使其在实验过程中充分发挥自身的主观能动性，积极主动地思考、分析问题。尤其是在研究性创新性实验教学中，学生需要自己完成阅读文献资料、拟定实验方案、配置实验设备、制作仪器部件或搭建电子线路、测量实验数据、分析实验结果、完成实验报告等工作，这种注重培养学生科研能力的做法，有利于学生的开拓精神和创新能力的培养。[1,2]

为此，大学物理设计性实验中，应用多普勒效应及声速综合测试仪（DH-DPL）以及智能运动控制系统设计出一套简易的多普勒效应测量变速运动实验装置，开展多普勒效应相关的设计性实验，以培养学生独立设计物理实验的能力。本实验要求学生自主完成三部分内容：一是理解多普勒效应测量物体运动速度的原理，二是完成实验系统的设计，三是测量变速运动物体的运动速度及分析。多普勒效应测量物体运动速度实验原理

波源和观察者相对传播波的介质静止时，观察者接收到的频率和波源发出的频率是相同的。当波源或观察者或两者都相对于介质运动时，观察者接收到的频率与波源发出的频率就不相同了，这种现象叫做多普勒效应。[3,4,5]

设波传播的速度为，波源以源相对于介质向观察者运动（远离速度取负值）, 观察者以观相对于介质向波源运动（远离速度取负值）, 则接收频率为

如果观察者与波源的运动方向不在两者连线上，只要将速度沿连线上分量代入（1）式即可。实验系统的设计

本实验装置由多普勒效应及声速综合测试仪、智能控制系统、运动导轨、超声换能器、小车等组成。调节运动导轨水平，小车由智能控制系统控制可在轨道上做匀速、变速运动。

将一个超声换能器置于轨道一端，并与多普勒效应及声速综合测试仪中发射端口相连，这个换能器即为发射端；小车放置于轨道上，由智能控制系统控制做各种运动；将另一个超声换能器放置于小车上，该换能器与多普勒效应及声速综合测试仪中接收端相连。当小车运动时，由测试仪测出小车上的接收端接受的频率，这个实验中波源没有运动，观察者向着波源运动，因此，由（2）式知，只需测出观察者接收到的频率便可得到观察者相对于介质向波源运动得速度观。实验内容

3.1 实验装置连接

将测试架上“发射换能器”与多普勒效应及声速综合测试仪（DH-DPL）上的“发射端换能器”连接，小车上“接收换能器”与DH-DPL上的“接收端换能器”连接，测试架上光电门1与DH-DPL1上的光电门相接，测试架上光电门2与智能控制系统上的光电门相接，测试架上电机控制与智能控制系统上的相应接口相接，将DH-DPL上的“发射波形”及“接收波形”与双踪示波器相连，将“发射强度”及“接收增益”调到最大。

3.2 发射信号调节及测频

进入“多普勒效应实验”画面后，先“设置源频率”, 增减信号频率，一次变化10Hz同时观察示波器的波形，当接收波形达最大时即已设好。接着进入“变速运动实验”, 设置采点数为160（根据实验需要可设置其它值）, 设置采样步距为65ms（根据实验需要可设置其它值）.智能控制系统提供了匀速、匀变速及简谐运动等运动模式，这里我们以简谐运动为例进行说明，在变速模式下，调节智能控制系统使小车进行简谐运动，有7种变速运动模式，显示为ACC1至ACC7, 选择其中之一进行实验，之后调节DH-DPL上“开始测量”, 可测出小车运动时接收器接受的频率。

3.3 实验数据整理分析

根据（3）式，可计算出小车的瞬时速度，由采样步距为65ms, 可作出小车运动速度随时间的变化关系图（选择一个周期）, 如图1所示。由图可见，模式ACC1、ACC2、ACC3、ACC4的运动周期基本一致，而ACC5、ACC6、ACC7的运动周期越来越小。

为了更进一步研究简谐运动，可对所得速度曲线进行拟合，运用软件Origin进行拟合，拟合公式为拟合结果如表1所示。

由简谐运动的动力学方程，速度随时间变化关系为，由此可得小车做简谐运动的振幅为，从表1中可知模式ACC1、ACC2、ACC3、ACC4的运动振幅基本相同，而ACC5、ACC6、ACC7的振幅越来越小，这与实验中观察到的实验现象基本吻合。结论

本文介绍的“多普勒效应研究变速度运动”, 应用多普勒效应研究了简谐运动，通过测量出小车上换能器的接收频率间接测出了小车的运动速度，可运用多种方法对实验结果进行分析。本文例举了用软件Origin进行拟合，得出小车运动速度随时间的变化关系及小车在各种模式下的运动规律。而该实验装置还可设计用于研究匀速直线运动、匀加（减）速直线运动、测量距离等等。通过完成该实验，学生对多普勒效应有了更深刻的理解，也可锻炼学生自主设计新实验的能力，培养学生的创新精神和动手能力，是非常适合作为设计性实验的一个项目。

参考文献

[1]刘海霞。物理实验与培养学生创新能力的思考与实践[J].实验室研究与探索，2009.28（7）:12-13.[2]段家低，曹惠贤，王煜，等。美国高校物理实验教学和管理情况考察报告[J].大学物理，2004.23（3）:42-45.[3]戚伯云，杨维纮。力学[M].北京：科学出版社，2008:253-256.[4]郑永令，贾起民，方小敏。力学[M].北京：高等教育出版社，2002:441-444.[5]邓锂强，梁一机。多普勒效应测量声速实验的设计[J].大学物理，2012.31（3）:48-49.

实验装置教学设计 篇2

《计算机控制技术》课程在自动化专业教学计划中是一门重要的专业课。其主要任务是使学生获得计算机控制系统的组成、原理、设计等基础知识和基本应用技术。实验课是本课程重要的教学环节,其目的是使学生在了解计算机控制系统的基本控制方法的基础上,掌握用C语言程序设计控制系统的方法。培养学生独立进行计算机控制系统实验的技能,从而使学生掌握计算机控制系统的一般工程设计方法。

作为一门工程性很强的自动化专业课程,一直以来在我系微机原理实验室做计算机控制技术实验内容显然不行[1]。因此,从2002年初起,我系开始计划筹建计算机控制技术专业实验室。在筹建的过程中,我系对国内很多大学正在使用或市场上销售的计算机控制实验装置进行了考察,结果发现它们在实验教学功能上普遍存在两点不足:一是实验内容陈旧;二是不能体现工业控制计算机在实际工程应用中的特点。最终未能找到合适的面向自动化专业工程实际的计算机控制实验教学装置。2003年3月,我系该项目负责人决定自主设计计算机控制实验内容并开发相应的实验装置。经过多次对实验内容及样机进行修改后,批量生产1 7台计算机控制技术实验装置装备我系计算机控制技术实验室,2004年10月首次用于2000级自动化专业本科生的计算机控制技术课程实验教学,学生普遍反映实验内容工程性强,实验教学效果良好[2]。

2 实验内容的设计

对于工业控制计算机作为计算机控制系统的核心来说,首先在实验教学中应体现其作为工业控制器的特点,只有这样,才能让学生充分理解工业控制计算机的硬件特性和功能[3]。其次,要面向自动化专业的学生,将实验内容与工程实际结合起来,以提高学生的学习兴趣,培养学生的工程意识。此外,考虑到学生做计算机控制技术实验时已经具有微机原理、单片机等很多课程实验的基础,实验内容的难度要适当提高,以综合设计性实验为主,提高学生的创新能力。根据教学计划,计算机控制技术实验共6个学时,学期末有为期一周的计算机控制技术课程设计,实验室对全校学生实行全开放型预约实验。

2.1 实验装置熟悉及I/O通道实验

计算机控制技术实验装置采用积木式结构、使用非常方便。第一次实验开始时首先由实验教师向学生介绍实验装置功能,然后学生花很短时间熟悉实验装置并重点掌握基本输入输出通道的功能。I/O通道包括8路数字量输入、8路数字量输出、4路模拟量输入和2路模拟量输出。学生在掌握板卡常用功能的基础上,使用C语言程序编写初始化pcl812板卡子程序(其功能是初始化pcl812板卡,设置pcl板卡数据读取方式,设置中断计数器)和初始化中断及中断服务子程序。并由定时器中断触发启动A/D转换,实现对外部开关信号、模拟量等进行采集。由于工业控制计算机的I/O通道功能比较好理解,且与单片机相应功能类似,学生通常都能较好地掌握,从而达到实验目的。

2.2 滤波实验

计算机控制系统在生产现场运行,信号的采集、转换必然受到生产现场各种强烈的干扰,如电网的波动、强电设备的启停、高压设备和开关的电磁辐射等造成的干扰都会窜入I/O通道,轻则使采集的信号不精确,重则使系统无法正常运行[4]。

为了提高计算机控制系统的可靠性,在系统设计时必须采取多种抗干扰措施。如果在实验教学中不安排I/O通道抗干扰方面的内容,对于学生真正掌握计算机控制系统的组成和特点都不利。常用的抑制串模干扰的方法有两个:一个是根据干扰信号的特性来选择模拟输入滤波器;另一个是采用数字滤波技术,例如可采用平均值法、中值法、一阶惯性滤波等算法滤去干扰信号[1]。相比较而言,数字滤波器能够更好的帮助学生理解计算机控制系统的特点。学生实验时,要求先读懂加有详细注释的板卡初始化及中断子程序,然后参考校编《计算机控制技术实验指导书》中关于实现数字滤波器的介绍,分析数字滤波算法的程序框图,要求学生自行编写各种数字滤波算法程序,再输入A/D通道采集的混合信号,验证数字滤波器的滤波效果。本次实验主要是让学生熟悉数字滤波器的实现方法,认识工业控制计算机的硬件特性,理解板卡的有关驱动程序及板卡设置等都有很大的帮助。因为实验室是全开放的,对于学有余力或有兴趣的学生,还可以加做其他高级滤波算法的实验,自行设计数字滤波器系统传递函数并编程实现数字滤波器。

2.3 数字PID算法实验

本次实验要求学生根据被控对象的传递函数,设计被控对象的控制器传递函数。采用P I D位置式递推算式、PID增量式递推算式、防积分饱和PID控制算法实现对被控对象的控制。根据PID控制对象的参数整定方法,确定P、I、D参数。通过连线使学生对计算机控制系统的结构有整体认识。

学生在做实验时,把产生带有高频噪声干扰的有用信号,让其通过模拟低通滤波器之后,将滤波器输出作为闭环系统的给定输入并经模拟量输入通道一进行数据采集。模拟对象输出作为单位负反馈信号并经模拟量输入通道一进行数据采集。当板卡采集到给定和反馈信号后,要求学生调用自编的PID控制算法子程序,根据采样时刻的偏差值计算控制量。控制量通过模拟量输出通道1输出加到模拟对象的输入端对其进行闭环控制,并调用编写的显示图形子程序,将控制结果及参数实时显示出来。总而言之,前三次实验内容,既是相互独立的,又是相互关联的。通过前三次实验,加强学生对使用板卡进行数据采集过程的理解,为将工业控制计算机用于计算机控制系统工程实际打下一定基础。

2.4 综合设计实验

工业控制计算机在工业控制中的应用非常广泛。它可应用于电机控制、温度控制等系统中,也用于随着现代大型工业生产自动化的发展和过程控制要求的日益复杂而产生的集散控制系统中。由于工业控制计算机在工业生产中的实际应用系统通常较为复杂,而实验教学的课时又非常有限。要想在有限的实验教学课时内设计出真正的实用系统是不现实的。因此,从工程实际应用系统中抽取“工业控制计算机控制直流伺服系统设计”、“工业控制计算机控制温度控制系统设计”、“工业控制计算机控制集散控制系统设计”等综合设计性实验。这些实验,既能体现工业控制计算机的优越性,接近自动化专业学生今后工作的工程实际,又可以在时间内完成。通过学期末课程设计开设的综合设计性实验内容,加强学生对工业控制计算机在工程实际中应用的了解,培养学生的工程兴趣,提高学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。综合设计性实验要求有多个实验题目。每个自然班被分成若干组,每组2～3人。前三次实验内容使用的挂箱,在综合设计性实验中多数可以直接调用,这样既让学生明白前几次实验内容的工程价值,又减少在综合实验中所花的时间。学生在一周的课程设计时间里,基本上能够完成一个综合设计性实验。

3 实验装置的研制

为了满足自动化专业实验教学内容的要求,研制了一套计算机控制技术实验装置。同时根据课程设计内容的需要,配套设计了一些典型控制对象,如自制直流机组、电烙铁等。台湾研华公司生产的研华原装工业控制计算机,IPC-610L是专门为工业控制系统而设计的,在工业电脑和自动化市场中应用非常广泛。我系计算机控制技术课程选择工业控制计算机作为教学机型,因此本实验装置研华原装工业控制计算机进行开发。

3.1 研制的指导思想

(1)便于综合性、设计性实验的实现。设计性及综合性实验是提高学生创新能力的重要手段[5]。计算机控制技术实验装置具有多功能性,输入输出接口功能较强,便于综合性、设计性实验的实现。

(2)便于开放式实验教学。计算机控制技术实验装置采用积木式结构,操作方便,安全性好,便于开放式实验教学的实行。

(3)实验教学面向工程实际。注重贯彻实验教学面向工程实际的思想。结合所设计的实验教学内容,使学生明白工业控制计算机在自己毕业以后实际工作中的用途及使用方法,从而培养学生的工程兴趣,提高实验教学效果。在计算机控制技术实验装置研制之初,就制定了上述几个指导思想,研制过程中,经过对样机多次改进,最后用于学生实验的实验装置,也基本上体现了这样的指导思想。

3.2 装置的基本功能

本实验装置由工业控制计算机、U N I T 1～U N I T 4挂箱及典型控制对象模型组成。工业控制计算机是实验装置的核心部件,在工业控制计算机中还有两块ISA接口的板卡PCL-812PG和PCL-833。PCL-812PG板卡是包含有A/D、D/A、DI、DO等功能的综合板,插在ISA10插槽中;PCL-833板卡用来对光电编码器的脉冲进行计数,插在ISA7插槽中。

UNIT1～UNIT4的每个挂箱只要拔掉后面的插头即可方便地拆下,各挂箱之间可灵活组合、操作方便、直观、用途广泛。U N I T 1面板包括电源控制、信号源和通道实验三个部分。其中信号源部分包括噪声源、阶跃信号源和混合电路,噪声源通过UNIT1挂箱内印制电路板上的拨码开关切换输出脉冲噪声或均匀噪声。阶跃信号源可以通过手动调节电位器提供-10～10V的直流输出,并可通过乒乓开关控制直流电源的通和断提供阶跃输入信号。混合电路是两路同相相加电路。通道实验部分包括8路数字量输入、8路数字量输出、4路模拟量输入和2路模拟量输出。

UNIT2挂箱的主要功能是完成滤波实验和数字PID算法实验。包括模拟滤波电路、数字滤波电路和模拟对象电路三部分。模拟滤波电路图如图1所示。

在UNIT2挂箱中的数字滤波电路只是一个示意图,并无实际电路。在示意图上标注说明滤波输入经A/D通道1进入工业控制计算机,滤波输出经D/A通道1从工业控制计算机输出,并将2路通道与I/O接口电路相连。学生实验时,只要按要求把混合信号插入指定的A/D通道端口即可观察滤波效果。模拟对象电路主要有运算放大器和若干电容、电阻组成。学生做实验时可通过UNIT2挂箱面板上的乒乓开关选择一阶或二阶模拟对象。各模拟对象的电路原理图如图2所示。

与图2模拟对象对应的传递函数为:

U N I T 3主要用于完成电机位置控制和转速控制实验,附加集散控制系统实验示意图。电机控制原理图如图3所示。电机位置控制实质是构成一个位置环,输入脉冲序列和反馈脉冲序列产生位置误差脉冲序列信号,误差脉冲序列信号加到驱动板上,以H型双极可逆P W M方式驱动直流伺服电机低速高转矩转动,到达期望位置。图3中的A/D和D/A均通过PCL-812PG板卡实现,脉冲板指插在工业控制计算机ISA10插槽中的PCL-833板卡。驱动板在UNIT3挂箱内部,它是H型双极可逆PWM驱动系统。增量式光电编码器每圈可输出1024个A相和B相脉冲和1个零位脉冲,A、B相脉冲信号的相位差为90度。三个脉冲信号均为差分信号,输入到PCL833脉冲板进行脉冲计数。学生实验时可直接将给定信号连接到UNIT1挂箱面板上对应的A/D通道,工业控制计算机通过D/A通道输出控制电压,当控制电压为-10～10V时,驱动板所输出的电枢电压能让自制的直流电机组的转速在-1500～1500转/分内变化。这样的设计主要是考虑到学生毕竟是在做计算机控制技术实验,应将训练的重点放在控制算法的掌握上,尽量减少学生在其它设计和调试中所花的时间。同时,将实验装置的电路原理图附在实验指导书的后面,供学生学习参考用。

集散控制系统实验在UNIT3挂箱内并无实际电路。集散控制系统采用工业以太网卡和TCP/IP协议构成的现场总线,现场总线将上位机和下位机连接起来,组成集散控制系统[6]。下位机的数据传输线通过集线器与上位机交换数据。实验软件分为两部分:上位机上有集散控制系统的监控界面,在Windows2000下的组态王6.5软件中运行;下位机是现场数据采集界面,也运行于组态王6.5环境下。集散控制系统实验结构图如图4所示。

U N I T 4主要用于完成温度控制实验及实验装置的显示任务。温度控制原理如图5所示,在温度控制中,ADAM4016是关键元件。A D A M 4 0 1 6发出三路开关信号去控制三个固态继电器,固态继电器通过控制交流电源的通断去控制发热体的实际功率,发热体是由三个20W的烙铁头紧箍在一起组成。温度传感器是Pt100。温度信号由一体化变送器变成电流信号0～2 0 0℃对应4～20mA。变送器还可实时地显示发热体的温度。实验装置采用三星15英寸液晶显示屏显示实验结果。

根据综合设计性实验的需要,设计了相应的典型控制对象模型,例如自制直流机组和发热体。这些控制对象模型与工程实际中的系统特性相似,只是体积小一些,辅助电路简化了一些。学生实验时,可以在实验装置上根据需要搭接不同挂箱,并通过输入输出通道将这些控制对象与计算机控制系统相连。

4 结束语

计算机控制技术实验装置如图6所示,已通过学校专家的鉴定,专家一致认为该实验装置以工业控制计算机为核心,采用积木式结构,按实际工业控制系统标准设计,使用方便,实验内容丰富,有助于提高学生的动手能力、工业控制计算机的使用能力和软件编程能力,全面提高学生对计算机控制技术的应用水平,并给教师和研究生提供了一个科研及产品开发的平台,其综合设计思想先进,目前已达到国内领先水平。

参考文献

[1]薛迎成.微型计算机控制系统及其发展趋势[J].教学与管理,2005,(4):91-92.

[2]许培雅,张西宁.改革实验内容提高教学效果[J].实验室研究与探索,1995,(4):21-22.

[3]何坚强,薛迎成.工业控制机课程教学体系的改革实践[J].工业控制计算机,2006,19(12):78-87.

[4]赖寿宏.微型计算机控制技术[M].北京:机械工业出版社,2000,82-83.

[5]聂志刚,刘正东.实验教学中的综合性设计性实验[J].实验技术与管理,2008,25(3):140-141.

硫和铁反应实验装置的设计 篇3

一、实验装置

二、实验步骤

1.称取3.5 g还原铁粉和2.5 g硫粉，将其混合倒入研钵研细并混合均匀，然后把混合物装入试管，试管口处装上带导管的橡皮塞。

2.用酒精灯加热铁粉、硫粉的混合物，待混合物呈红热状态，立即移开酒精灯。观察到混合物剧烈反应，并产生大量气体，其气流迅速通入碱液。

3.取出生成物，放在石棉网上敲碎，用磁铁进行检验，生成物不能被磁铁吸引。

三、注意事项

1.反应物都应是干燥的，鐵粉最好是还原铁粉，硫粉的用量比理论值略高一些。

2.本反应是放热反应，且在短时间内就能完成，故待反应的发光现象一结束，应立即将导管上的橡皮管用止水夹夹紧，以防止碱液倒流。

3.把生成物（FeS）敲碎，可能有少量粉末会被磁铁吸引，其原因是由于一部分FeS粉末里可能还含有少量未与硫反应的铁粉。

实验装置教学设计 篇4

新华网合肥1月15日电(李斌、杨文婷)继去年9月首次成功放电后，我国“人造太阳”实验装置――位于合肥的全超导非圆截面核聚变实验装置(EAST)14日23时01分至15日1时连续放电四次，单次时间长约50毫秒，从而标志着第二轮物理实验的开始。

专家认为，全超导核聚变装置再次成功放电，标志着我国在全超导核聚变实验装置领域进一步站在了世界前沿。

“虽然稍纵即逝，但是放电的可重复性，表明我们的装置在工程上是非常可靠的。”中国科学院等离子体物理研究所副所长武松涛介绍，这轮实验是从去年12月开始对装置进行调试的，实验计划将进行到今年2月10日左右。

“这轮实验的主要目标不是追求放电时间的长短，而是旨在去年获得圆形截面等离子体的基础上获得非圆截面等离子体，这具有重要意义。”武松涛说，随着进一步调试和各系统的.磨合，“人造太阳”有可能绽放出更为璀璨的光芒。

根据设计，EAST产生等离子体最长时间可达1000秒，温度将超过1亿摄氏度。“我们将通过一次次调试和实验，获得时间更长、温度更高、参数更好的等离子体。”武松涛说。

2006年9月28日中国科学院等离子体所的“人造太阳”实验装置首次建成并投入运行，在第一轮实验中，获得了电流超过500千安、时间近5秒的高温等离子体。

这个由我国自行设计、自行研制的“人造太阳”实验装置是世界上第一个同时具有全超导磁体和主动冷却结构的托卡马克。它的建成，使我国迈入磁约束核聚变领域先进国家行列。

稳态运行的核聚变堆产生能量的方式和太阳相同，都是在超高温条件下氢(或氢的同位素)的原子核聚变产生巨大能量，因此相关的研究被比作“人造太阳”。

国际热核聚变实验反应堆计划于2006年11月21日正式启动，该计划被称为人类最终解决能源危机的最大希望。EAST比国际热核聚变实验反应堆在规模上小很多，但两者都是全超导非圆截面托卡马克装置。EAST的成功运行，将为国际热核聚变实验反应堆计划作出重要贡献。

实验装置教学设计 篇5

具体方法为：把导管口的下端浸入水中，用双手紧握试管，如果观察到导气管口有气泡冒出，则证明装置气密性好。

2．分析：此装置漏斗与大气相通，要进行其气密性检查，首先要考虑的问题是如何使试管不直接通过漏斗与大气

相通。所以，要用水（或液体）做液封，从而实现这一目的。具体方法为：夹紧弹簧夹，从漏斗加入一定量的水，使漏斗

内的水面高于试管内的水面，停止加水后，漏斗中与试管中液面 差（即水柱高度）保持不变，说明该装置气密性良好。

3．分析：这套装置主要的原理与1一样。

实验装置教学设计 篇6

一、化学实验装置设计的原则

1. 目的性原则

目的性是指在整个实验装置设计过程中, 应围绕实验的目的和要求, 对实验装置进行优化组合设计.

2. 科学性原则

科学性是化学实验装置设计的核心原则.科学性是指化学实验装置设计中的装置原理必须适应反应原理、操作原理、实验方法和教学原理等.

3. 安全性原则

安全无小事, 应贯穿安全第一的思想.设计中应尽量避免实验装置中存在的隐形的安全隐患, 以防实验中造成环境污染和人身伤害.

4. 可行性原则

可行性是实验装置设计的根本原则.可行性是指设计中所运用的装置原理和实验方法在实施时切实可行, 所选用的化学实验仪器、设备和附件在现有的条件下能够得到满足, 并在实验中能够获得正确的现象和结论.

5. 直观性原则

化学实验教学要求实验现象明显, 感官度高.目的是通过可见 (气体, 沉淀) 、可感 (热, 光, 气味) 、可称 (质量增减) 、可辨 (颜色变化) 等现象判断实验的进程, 从而引发学生的联想、推理、顿悟和学习兴趣等.

6. 简约性原则

所谓简约性, 是指要尽量采用简单的实验方法, 用较少的实验步骤和实验药品、仪器, 在较短的时间内可完成效果明显的实验装置.恰当的实验装置设计既突出实验重点, 又没有冗长的实验步骤, 能充分体现出简约性.

二、高中化学新教材实验装置改进和探讨

高中化学新教材中的实验装置的设计大多从科学性、安全性、可行性和绿色化角度进行设计, 但其中也有若干装置可以进行部分的改进, 很多教师对其中的实验提出了宝贵的修改意见.以下我们结合实验装置设计方法的分析, 选取了1个较为典型的实验进行分析, 为相关研究提供思路.

例1碘的升华及性质实验

碘被加热时, 不经熔化就直接变成紫色蒸气, 蒸气遇冷, 重新凝聚成固体, 这一性质就是碘的升华.

原实验设计:

用试管夹夹好内装碘晶体的玻璃管, 该玻璃管两端密封, 在酒精灯上微热.实验装置如图1所示.

存在问题:

使用酒精灯加热不容易掌握加热的温度, 很容易超过碘的熔点 (113.5℃) , 使碘熔化造成实验失败;而且碘的性质检验试验分开进行, 没有连续性, 造成药品浪费, 耗时.

改进设计:

在V形侧泡反应管中, 侧泡处放置一小颗芝麻大小的碘晶体, V形处加入CCl4, 在管口粗端用馒头堵住.取一支试管, 其中加水约2～3mL, 实验装置如下图所示.实验时用酒精灯加热约1.5 min, 使水沸腾, 水蒸气加热碘, 使其升华, 可以看到馒头立即由白色变成蓝色, 管内有紫色的碘蒸气, 静置约1 min后, 管内的紫色蒸气消失, 并在管内壁附有少量的有金属光泽, 紫黑色的单质碘, CCl4缓慢地由无色变成紫色.由此可知单质碘受热易升华, 遇冷易凝聚, 遇到淀粉能变成蓝色, 易溶于CCl4等性质.装置如图2所示.

评价:改进装置从原有装置存在的问题出发, 将碘升华、碘使淀粉变蓝以及碘在四氯化碳中的溶解性实验进行了整合.通过水蒸气加热代替试管直接加热的思想使用了置换法和弱化法, 解决了碘因高温而熔化的问题;将碘的升华及性质实验通过微型实验装置进行整合, 则是使用了组合法及微缩法, 简化了实验步骤, 节省了实验药品, 节约了实验时间, 大大增强了实验的教学效果.

三、教学思考

1. 教师驾驭能力是化学实验装置设计教学的前提

教师的化学实验装置设计能力的形成和提高, 可从3个方面着手: (1) 平时自我钻研.教学之余, 教师可对现有的化学实验装置进行逐个研究, 这个实验装置有哪些优点, 还有什么不足, 应怎样进行改进或重新设计. (2) 开展学生实验装置设计活动.教师要多开展学生实验装置设计活动, 多与学生接触、交流、讨论, 通过不断的思维碰撞以产生创新的火花, 提高实验装置设计能力.3、开展校本教研活动.它是以教师参与为基础, 以解决教师在教育教学过程中遇到的真实问题为对象的实践性活动.

2. 学生打牢“双基”是化学实验装置设计教学的关键.

所谓“双基”, 是指化学实验的基础知识和基本技能.化学实验装置设计, 不是实验设计者对一些仪器、设备的简单连接所作的构思而已, 它是基于对化学实验原理的理解, 基于对化学常规实验手段、常见仪器使用的熟练掌握, 基于对相关化学知识的融会贯通, 基于对化学实验手段优劣的辨析等而作出的整体安排.学生打牢化学实验的基础知识和基本技能, 是设计良好的化学实验装置的关键.在化学教学中, 实验设计者的专业知识越扎实、实验经验越丰富, 设计的实验装置就越全面、具体、正确, 验证与探究的实验结论和体验与获得的教育教学价值就会越接近实验目的.

参考文献

[1]吴俊明.中学化学实验研究导论.南京:江苏教育出版社, 1997.

[2]孙丹儿, 范艳花.中学化学教师实验装置研究现状分析与启示.化学教育, 2009 (3) .

[3]宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书?化学2 (必修) .北京:人民教育出版社, 2001.

实验装置教学设计 篇7

关键词：电力线路；实验装置；模拟实验

中图分类号： ：TM77 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）27-190-2

0 引言

从20世纪初，电力系统就开始广泛地应用继电保护技术，该技术也在不断地发展和成熟，对自动装置和继电保护提出了越来越高的要求。20世纪90年代以来，我国开始积极应用微机继电保护，以此代替传统的电磁式继电保护，取得了突破性的进展。作为电气专业的一门专业课程，继电保护课程非常重要，各高校的电气专业继电保护实验都将继电保护的实验装置作为实验主体。

1 微机继电保护装置本身的特点

在对电力线路三段式保护模拟实验装置进行设计之前，应该对微机继电保护装置本身的特点予以了解，从而提高电力线路三段式保护模拟实验装置的科学性。

1.1 微机继电保护装置具有较高的安全性

微机继电保护装置具有自检装置，能够实现在线自检，包括软件自检和硬件自检。通过自检不仅能够对装置自身的硬件问题进行及时的发现和处理，还能够避免电力系统故障或者保护动作而造成的保护拒动，进一步提高了系统运行的安全性，减少了维护工作量。通过软件自己还能够实现自动排除干扰、自动识别、自动纠错，这样可以有效地避免采样信号被干扰，造成保护的误动作。

1.2 微机继电保护装置的维护和调试便利

与传统的继电保护装置相比，微机继电保护装置的维护和调试都比较便利，使用数字信号处理器或单片机作为硬件的主要元件，并在一块芯片中集成各功能部件，在使用其他的外围芯片，通过软件来实现复杂的保护功能。特别是硬件和软件的自诊断功能，更是减轻了维护和调试的工作量。

2 继电保护模拟实验装置在教学中的应用问题

在继电保护技术发展的过程中实践教学的内容也在不断更新，微机继电保护实验是当前实践教学的重点。然而继电保护教学实验中却出现了一些问题。

首先，实验装置过于落后。在继电保护技术发展的过程中，当前继电保护的主要形式是微机保护，但是继电电气特性实验却依然是一些微机继电保护实验装置的主要试验内容，不符合人才培养的目标，必须对其进行更新。其次，难以取得较好的实验效果。从当前的教学实验效果来看，很多高校都使用厂家的接线式教学仪器作为继电保护的教学实验装置，导致学生只能按照相关要求插拔对应的线路，不能对学生的各项能力进行锻炼，学生也对实验的原理和目的不甚了解。最后，实验与工程现场的实际情况偏离。当前应用比较广泛的综合继电保护实验台虽然能够使实验的安全性和效率得到一定的提高，但是也会造成实验项目的局限，只能将继电器的特性实验作为保护原理性试验，缺乏完善的实验手段，过于注重表面现象和结果，没有认识到实验原理和保护原理之间的差异。

3 电力线路三段式保护模拟实验装置总体设计

3.1 电力线路三段式保护模拟实验装置的设计要求

继电保护具有灵敏性、可靠性、速动性、选择性的4个特性，而这4个特性是针对继电保护性能进行分析研究的基础。要想设计出科学合理的电力线路三段式保护模拟实验装置，就必须要严格的遵循以下几个方便的要求：首先，灵敏性：在其保护范围内继电保护装置面对不正常运行状态和故障状态的反应能力就是其灵敏性，一般都是要利用灵敏系数对灵敏性进行衡量。其次，可靠性：在发生动作的时候继电保护装置必须要发生动作，不该发生动作的时候，继电保护装置要确保不会出现误动的情况。再次，速动性：继电保护装置在系统出现短路故障的时候，必须要将故障快速切除。最后，选择性：一旦供电系统出现故障，继电保护要确保只使电源一侧与故障点具有最近距离的继电保护装置发生动作，并且利用开关电器切除故障，确保非故障部分可以实现正常运行。

3.2 电力线路三段式保护模拟实验装置的结构和功能设计

继电保护实验装置的最为主要的功能就是真实地模拟发生输电线路故障之后，继电保护通过自动动作对故障进行判断和切除的方式强化系统的运行可靠性，从而使供电的不间断和安全得到保障。本装置包括继电保护所需的单片机、PLC、保护器件等，这样就可以将一个线路保护的实验平台搭建了起来，其除了会将传统的继电保护实验完成，同时也能够将以PLC为基础的线路继电保护实验完成，此外还可以将以单片机为基础的零序电流保护实验和线路三段式保护实验等相关实验完成。

①基本结构：在该系统中，由单片机、PLC、继电器等分别控制完成保护。系统的主要组成包括跳闸模块、单片机模块、过流保护模块、PLC 模块和电源模块等。图1为结构框架图。

第一电源部分：在设计电源的时候必须要确保其在安全保障方面具有较高的可靠性，只有隔离之后，交流电源才可以在各模块中进入，直流电源则需要具备完善的滤波措施和整流措施。第二，硬件部分：实验装置不管是在设备、元件，还是在声音等各个方面都必须要符合工程的实际情况，从而能够使实验装置的仿真程度得以提升。第三，软件部分：要采用灵活多样的保护模块，确保能够通过不同的保护模块针对不同的故障情况进行试验，同时要使自动装置和保护模块实现完善、准确的配合，最终将保护实验的工作顺利完成。

②主要功能：第一，该实验装置能够对个继电器的特性进行测定，能够完成时间继电器特性试验、信号继电器特性实验、中间继电器特性试验、电流继电器特性实验。第二，传统电磁式三段式流保护试验装置的各种设计，电力线路三段式保护实验装置也同样能够完成。第三，该实验装置能够完成整定、动作、编程等以PLC为基础的三段式线路过流保护实验设计。第四，该实验装置能够完成整定、动作、编程等以单片机为基础的三段式线路过流保护实验设计。

4 电力线路三段式保护模拟实验装置的发展展望

通过对电力线路三段式保护模擬实验装置进行科学的设计，已经能够满足教学实验的要求，并取得较好的实验效果。但对于整个电力系统的继电保护而言，线路保护只是其中的一小部分。继电保护实验装置具有广阔的发展前景，在未来的研究中，还应该对继电保护仿真模型进行进一步的完善，不断缩小实际运行系统和继电保护仿真模型之间的距离。本文提出的项目实验装置具有比较简单的结构，在未来的研究中还应该继续进行理论分析，并且继续完善相关程序和模块的设计。

5 结语

电力系统中的继电保护装置种类繁多、性能优良、安全可靠性强、功能齐全，在继电保护中也逐渐出现了人工智能，具有广阔的发展前景。无论是可靠性、动作性的还是动作速度，微机保护都远远超过了传统保护。科学的设计电路线路三段式保护模拟实验装置，能够为教学提供良好的保障，解决传统实验装置存在的问题，进一步提高实验效果，顺应继电保护微机的发展方向，满足教学的要求。

参 考 文 献

[1] 曾宪.敏船舶环形电力系统网络保护方法研究[J].电力学报，2015（01）.

[2] 严鸿.0kV线路单相经过渡电阻接地故障实例分析[J].科技创新导报，2015（21）.

[3] 郭炜，吴子莉，徐红元，渠红涛.超高压线路远方跳闸保护元件误动原因分析及处理[J].河北电力技术，2016（S1）.

实验装置教学设计 篇8

班 级 学生姓名 实习时间

课程设计报告

——温度超限报警系统设计

一、设计目的：

1、掌握热电式传感器工作原理并了解热敏电阻与温度变化的关系；

2、熟练应用直流电桥，放大器等基本电路；

3、自拟电路，充分体会热电式传感器的实际应用；

4、学习使用PROTEUS系统进行电路仿真，PROTEL软件绘制原理图。

二、设计内容：

温度上下限报警系统的设计

三、设计要求：

1、温度高于80摄氏度时，红灯亮，并发出鸣叫声。

2、温度低于30摄氏度时，绿灯亮。

3、在30摄氏度到80摄氏度之间，两个灯都不亮。

四、器件选择：

使用工具：直流稳压电源（5V）一台、电烙铁一把、万用电路板一块、泰坦万用表一台、温度计一个、加热杯一个

元件选择：热敏电阻NTC 5D-11一个（负温度系数）、放大器LM324一个、C9013两个、红色发光二极管一个、绿色发光二极管一个、蜂鸣器一个、100欧电阻四个、10欧电阻两个、10K欧电阻三个、470欧电阻两个、390欧电阻两个、导线若干

五、设计思路：

温度上下限的确定：根据热敏电阻对于不同温度有不同的电阻值的特性来得到。通过实际侧量，得到所要求温度上下限对应的电阻值（本次使用的热敏电阻为负温度系数即温度越高阻值越低）。

电路的实现：主要通过NTC传感器的作用，将温度引起的阻值变化转化为电势的变化，再经过集成运算放大器来控制输出，从而得到对温度上下限的控制。最后经过后续电路，完成亮灯和报警系统。

电路整体的组成如图所示：

六、设计原理：

1、热敏电阻：

热敏电阻的基本特性是电阻—温度特性。我们使用的热敏电阻为负温度系数热敏电阻，特别适用于-100~300℃之间测温，在较小的温度范围内，其电阻-温度特性曲线是一条指数曲线，即随着温度的升高阻值不断减小。由于热敏电阻是由半导体材料制成的，其中的载流子数目是随温度的升高按指数规律迅速增加的。载流子数目越多，导电能力越强，其电阻率也就越小，因此热敏电阻的电阻值岁温度的升高将按指数规律迅速减小。这和金属中自由电子的导电机制恰好相反，金属中的电阻值是随着温度的上升而缓慢增大的。热敏电阻有正温度系数，临界温度系数与负温度系数之分，本实验所用的101为负温度系数（NTC）,在较小的温度范围内，其电阻-温度特性曲线是一条指数曲线，可表示为RT=e

T式中，RT为温度为T时的电阻值，与β为与半导体性能有关的常数，T为热敏电阻的热力学温度。经实际测量，30摄氏度时热敏电阻阻值达到95欧姆，而80摄氏度时达到22欧姆。

2、集成运算放大器

我们采用了LM324四运放集成电路。它采用14脚双列直插塑料封装，其内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用以外，四组运放相互独立。每一组运放都可以用图一所示的符号来表示，它共有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号出入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“V0”为输出端。两个信号输入端中，V-（-）为反相入端，表示运放输出端V0的信号与该输入端的相位相反；Vi+(+)为同相输入端，表示运放输出端V0的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图2。

（图一）

（图二）

当去掉运放的反馈电阻，或者说反馈电阻趋于无穷大时（即开环状态），理论上认为运放的开环放大倍数也为无穷大，此时运放变成、形成一个电压比较器，其输出如不是高电平（V+），就是低电平（V-）。当正输入端电压高于负输入端电压时，运放输出高电平。

我们选择第一组与第二组进高低温比较：当环境温度高于80℃时，5管脚电位高6管脚电位，7管脚输出高电平，C9013导通，红灯亮且蜂鸣响，否则红灯不亮蜂鸣不响；当环温度低于30℃时，3管脚电位高于2管脚电位，1管脚输出为高电平，C9013导通，绿灯亮，否则输出绿灯不亮。

3、报警装置：

我们采用了蜂鸣器与红色发光二极管并联的方式接入电路中，当红色二极管亮时蜂鸣响，实现高温报警。

七、制作步骤：

1、仿真

电路基本设计出来后，在计算机上用PROTEUS系统仿真软件实现仿真。对元器件的取值应严格按照设计的电路及实际情况来确定，以减少在硬件操作时的麻烦。以下为仿真后的截图效果：

2、电路板设计

我们先在面包板上连接好电路，控制传感器温度，使温度上下限确定位在30℃及80℃。

焊接前对万用电路板进行了电路设计，以整洁美观为原则。对布线，元件的放置都有明确位置。

3、焊接

严格按照上图所示连接电路图，LM324的4脚接+5V，11脚接地。焊接时应注意以下几个方面：

（1）发光二极管的极性不能搞混，脚长的一端为正极，另一端为负极。或使用万用表测量。

（2）LM324不能直接焊接在电路板上，那样的话既不容易调试，还容易烧坏片子，应焊接8脚的集成电路管座，在焊接完成后将LM324插于管座上。

（3）扬声器的极性已标出，注意不能反接。

（4）

焊接完成后的电路基本不用调试，用给NTC传感器加热，其电阻发生变化，使管脚2、3与管脚5、6的电压发生变化，从而使LM324的第一组或第二组导通或截止，进而实现红灯或绿灯亮，实现温度超限报警。

八、心得体会：

在此次为期两周的课程设计中，我觉的自己在很多个方面都获得了较为显著的提高。

首先是对理论知识的理解。通过自身对传感器的设计、仿真、组装，将在课堂上学到的理论知识用以解决这一系列过程当中出现的种种问题。不仅使理论正确的指导了实践，更在实践的过程中深化了对理论的认知，真正将课堂上的知识变为了自己的。

其次是团队合作与交流能力。在这次的实习中采取了以小组为单位的合作形式，这就需要小组中的每个成员都要有一个明确的分工。我在小组中主要负责电路的设计与焊接，但这个过程并非只由我一人完成，小组的其他成员也给了我很大的帮助。整个设计、制作过程也可以说是一个互相交流的过程。例如，在设计的最初我采用了课本里出现过的一个电路，但在仿真的过程中却发现无法实现设计所要求的功能，之后我便和其他同伴互相交流了各自的想法，认定此电路只能实现部分要求。随后我们重新设计了新的电路并成功的进行了仿真。之后的焊接与调试同样是在小组成员默契的配合与坦诚的交流中逐步完成的。

再次是展示自我的能力。由于这次的实习添加了答辩的环节，因此也就给了我们一个展现自己的舞台。我们阐述自己的设计原理并对自己在整个过程中的工作进行总结，这对我们每一个人而言都是一种新的体验。也为我们在更大的舞台上展示自己打下了基础。

总而言之，这次的课程设计确实使我受益匪浅，为以后的学习和工作都奠定了坚实的基石。

——吴航航

回顾进行课程设计的这段时间，我们共同亲身见证了实验作品的成功诞生：在设计电路的过程中我们遇到了许多问题，但经过我们的共同努力各个击破，一开始拿到设计题目时，只知道使用热敏电阻来实现，但就其电阻与温度的变化关系并不清楚，所以只能采取实际测量的方法确定在30、80摄氏度使得阻值来实现仿真。但在实际硬件操作中出现了误差，在不到低于30摄氏度时绿灯就暗了，这就需要我们重新更换电阻，调节使其接近理想值。

通过这次课程设计我也收获了许多：首先，针对温度上下限报警系统的设计，我和小组成员一起共同经历了从一头雾水、毫无头绪到最终制作出比较精确的、达到设计要求的作品这样一个过程，并从中体会到团队的合作以及成功的喜悦。其次，我认为这次课程设计最困难的地方也是收获最大的一点就是使用PROTEUS系统进行电路的仿真以及PROTEL软件绘制原理图。之前从来没有接触过这样的软件，不懂如何使用。经过翻阅资料，同学的指导，初步的掌握了仿真软件的使用，并可以进行一些较为简单的电路仿真，同时我也意识到测控专业的学习离不开这些工具软件的辅助，接下来，我也会进一步学习，争取熟练掌握仿真软件的使用。再次，我感觉进行课程设计一方面提高了我们的动手能力，理论与实际相结合；另一方面通过答辩环节，锻炼我们的口语表达，如果不能很好的表达，设计的再出色，也很难得到他人的认可。

总之，这次课程设计是我今后学习工作的一个很好的教材。

——李园园 这一次的课程设计一共持续了两周，我觉得我在这段时间内学到了很多的东西，这一次的实验主要是针对传感器来设计一定的电路，我们的实验要求是用热敏电阻设计出有温度上下限的报警系统。

刚拿到这个课题的时候，我不知道该从何下手，上这门课的时候我们都是在学一些理论知识，对于我还不知道该怎么把理论应用于实际中。我们小组的成员经过讨论后决定先查一些相关的资料，应该先了解一下老师，给我们提供的元器件，然后才能根据元器件设计出符合要求的电路。当我们有了一定的设计思路的时候，我们利用仿真软件对我们的电路进行仿真，看我们的思路是否可行。在这个过程中我们学会了如何使用仿真软件。在焊接电路的时候，我们小心的焊接尽量不让两个焊点连接到一起。而且在布线的时候，尽量不要让两根线重叠在一起，这样才可以保证清晰和美观。由于实际和理论之间是有差别的，在仿真的时候我们曾确定过电阻的阻值，但应用到实际的时侯出现了偏差，不能在30度和80度的时候红灯或绿灯放生准确的变化，我们经过讨论最后决定用电阻串并联实现，所以我们的最后结果还是比较成功的。

从这次的课程设计中我学到了好多的东西：首先，我学会了怎么样去用仿真软件去画电路图，明白了作为一个工科生，我们不能只学习书上的知识就觉得足够了，我们要充分的利用好课余时间，把握好机会去多接触些实际模型，争取做到理论与实际相结合的学习方式。其次，我懂得了团队合作精神的重要，在这次试验中，我们每个人都付出了好多的努力，我知道，从设计电路到最后焊接的成功，一个人是不能完成的。在整个实验的过程中我们小组的成员都可以做到互相帮助，互相学习。我觉得这就是所谓的团队精神，我相信这也是实验的一个要求与目的吧。总之我在这个实验中是受益匪浅的，我相信给我以后的生活和学习带来很多帮助。

——裴佩

九、参考文献：

《传感器与传感器技术》

科学出版社

何道清

2006年

《电子技术基础 模拟部分》 高等教育出版社

《传感器应用及其电路精选》电子工业出版社

康华光

张福学

`防雷装置设计专业技术评价要点 篇9

一、建(构)筑物防雷装置设计专业技术评价要点：

1、设计依据防雷设计应按国家最新规范和标准要求进行,并明确注明该项防雷设计引用的规范和标准。如《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）；《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000；其他相关设计规范和标准图集等。

2、防雷分类防雷方案确定的类别是否符合引用规范规定的防雷分类标准。

3、防直击雷措施

（1）设置避雷针时，计算保护范围时滚球半径：一类取30米，二类取45米，三类取60米。

（2）避雷网格：一类不大于5米*米或6米*4米，二类不大于10米*10米或12米*8米，三类不大于20米*20米或24米*16米。平屋面的三类防雷建筑物，当其宽度不大于20米时可仅沿周边敷设一圈避雷带。

（3）引下线间距应符合GB50057-94（2000年版）的要求，应沿建筑物四周均匀或对称布置。利用建筑构件内钢筋作引下线应符合GB50057-94第3.3.5条和第3.4.5条的规定。

（4）利用基础内钢筋网为接地装置时应符合GB50057-94第3.3.5条要求，如采用人工接地体应符合GB50057-94（2000年版）第四章第三节的规定。

（5）各种材料规格应符合GB50057-94（2000年版）规定的要求。

4、防侧击雷按不同的防雷分类设置均匀压环，外墙上的栏杆、门窗等较大金属物与防雷装置连接。

5、接地

防直击雷接地应和防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一接地装置，其接地电阻一般不大于4欧姆，设计小于4欧姆的，按设计要求。规范另有规定的按规范要求处理。

6、其他防雷措施

（1）竖直敷设的金属管道、金属物的顶端和底端应与防雷装置作等电位连接。

（2）所有正常情况下不带电设备金属外壳均应接地。

（3）屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应另装接闪器，并和屋面防雷装置相连。突出屋面的金属装置、金属构件应与避雷装置可靠连接形成电气通路。

（4）每栋建筑物应在LPZ0和LPZ1区的界面处设等电位连接带，所有进出建筑物的金属管道、金属物、电缆外层屏蔽金属设施等应与等电位连接排做等等电位连接。

（5）卫星接收天线等设备应在接闪器的保护范围内，天馈线穿金属管，金属管两端与防雷装置作等电位连接。

（6）局部等电位连接排应从作为引下线的钢筋或圈梁主钢筋引出，并可靠焊接。

（7）有洗浴设备的卫生间应做等电位连接。

（8）电源系统在总配电柜处安装电源SPD。电源采用TT系统时，住户配电箱内应设置局部等电位连接排并作为PE接地。当电源采用TN系统时，引入各楼层的PE线应重复接地。

（9）弱电设备机房、电梯机房、低压配电等机房的接地应采用局部等电位连接。电梯、弱电设备的供电系统应安装电源SPD。

（10）所有通讯、电视、安保等弱电系统均应采取雷电防护措施。

二、非建（构）筑物防雷装置设计专业技术评价要点。

1、设计文件是否齐全、设计依据是否准确、被保护对象所处防雷保护区；

2、设计说明（包括防雷装置防御雷电灾害的能力、在用防雷装置状况）；

3、信息系统所在建筑物的防雷装置应符合GB50057-94（2000年版）规定的要求。

4、接地体的形式（信息系统应采用共用接地系统）；

5、室外天线应考虑直击雷防护，天线基座应做等电位连接；

6、供配电方式（信息系统宜采用TN-S方式）；

7、总配电、分配电、重要设备等应安装低压电涌保护器，低压电涌保护器的安装位置与方式，低压电涌保护器的型号和主要技术参数；

8、总接地带、总接地母线及总等电位连接带的材料和规格；

9、机房内接地线的引入方式和接地线采用的材料及规格；

10、机房内等电位连接带（或接地基准点）或接地母线的敷设方式及采用的材料、规格；

11、机房内设备不带电金属外壳金属物体的等电位连接，等电位连接结构，等电位接导体采用材料、规格；

12、测试、传输、控制等信号端口（或信号电缆接插部位）应安装电涌保护器，电涌保护器的安装位置与方式，电涌保护器的型号和主要技术参数。

13、机房电磁屏蔽，屏蔽层结构，屏蔽层接地方式和屏蔽层采用的材料、规格；

14、机房内静电地板的敷设，静电地板的材质，静电地板金属支架接地方式；

15、电源线、信号线和天线馈线的敷设及屏蔽接地，屏蔽采用的材料、规格；

16、防雷接地电阻值、交流工作地电阻值、保护地电阻值、直流工作地电阻值和静电地电阻值。

各行业防雷设计规范参考目录 2008-2-28

目录

1《电子计算机场地通用规范》GB/T2887-200

2《通信设备过电压保护用气体放电管通用技术条件》GB/T9043-1999

3《系统接地的型式及安全技术要求》GB14050-9

34《建筑物电气装置第5-54部分：电气设备的选择和安装接地配置、保护导体和保护联结导体》 GB16895.3-2004/IEC 60364-5-54：200

25《建筑物电气装置第5部分：电气设备的选择和安装第53章：开关设备和控制设备》GB16895.4-1997/IEC60364-5-53：199

46《建筑物电气装置 第4部分:安全防护第43章:过电流保护》GB16895.5-2000/IEC60364-4-43:1977《建筑物电气装置 第7部分:特殊装置或场所的要求第707节:数据处理设备用电气装置的接地要求》GB/T16895.9-2000/IEC60364-7-707:1984

8《建筑物电气装置第4部分:安全防护第44章:过电压保护第443节:大气过电压或操作过电压保护》GB16895.12-2001/IEC60364-4-443:199

5《建筑物电气装置第4部分:安全防护第44章:过电压保护第444节:建筑物电气装置电磁干扰(EMI)9

防护》GB/T16895.16-2002/IEC60364-4-444:1996

10《建筑物电气装置第5部分:电气设备的选择和安装第548节:信息技术装置的接地配置和等电位联结》GB/T16895.17-2002/IEC60364-5-548:1996

11《建筑物电气装置第5-53部分:电气设备的选择和安装隔离、开关和控制设备第534节:过电压保护电器》GB16895.22-2004/IEC60364-5-53:2001A1:200

212《低压系统内设备的绝缘配合第一部分:原理、要求和试验》GB/T16935.1-1997

13《电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰试验》GB/T17626.5-1999/IEC61000-4-5:199

514《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第一部分:常规测量》GB/T17949.1-2000

15《电能质量暂时过电压和瞬态过电压》GB/T18481-2001

16《低压配电系统的电涌保护器（SPD）第1部分:性能要求和试验方法》GB18802.1-2002/IEC61643-1:1998

17《低压电涌保护器第21部分:电信和信号网络的电涌保护器(SPD)---性能要求和试验方法》GB/T18802.21-2004/IEC61643-21:2000

18《雷电电磁脉冲的防护第1部分:通则》GB/T19271.1-2003/IEC61312-1:1995

19《城镇燃气设计规范》GB50028-93(2002年版)

20《低压配电设计规范》GB50054-95

21《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000版)

22《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92

23《小型水力发电站设计规范》GB50071-2002

24《石油库设计规范》GB50074-2002

25《民用爆破器材工厂设计安全规范》GB50089-98

26《住宅设计规范》GB50096-1999(2003年版)

27《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002

28《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92(1999年版)

29《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB50165-92

30《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92

31《电子计算机机房设计规范》GB50174-93

32《建设工程施工现场供用电安全规范》GB50194-93

33《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94

34《有线电视系统工程技术规范》GB50200-94

35《煤炭工业矿井设计规范》GB50215-94

36《输气管道工程设计规范》GB50251-2003

37《输油管道工程设计规范》GB50253-2003

38《电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》GB50257-96

39《飞机库设计防火规范》GB50284-98

40《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002

41《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000

42《消防通信指挥系统设计规范》GB50313-2000

43《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000

44《粮食平房仓设计规范》GB50320-2001

45《粮食钢板筒仓设计规范》GB50322-2001

46《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004

47《架空索道工程技术规范》GBJ127-89

48《小型火力发电厂设计规范》GBJ49-83

49《计算机信息系统实体安全技术要求第1部分:局域计算环境》GA371-2001

50《新一代天气雷达站防雷技术规范》QX2-2000

51《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》QX3-2000

52《气象台(站)防雷技术规范》QX4-2000

53《电涌保护器第1部分:性能要求和试验方法》QX10.1-2002

54《接地装置工频特性参数的测量导则》DL475-92

55《微波站防雷与接地设计规范》YD2011-93

56《移动通信基站防雷与接地设计规范》YD5068-98

57《通信局(站)低压配电系统用电涌保护器技术要求》YD/T1235.1-2002

58《通信局(站)低压配电系统用电涌保护器测试方法》YD/T1235.2-2002

59《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》YD/T5098-2001

60《市话通信系统过电压过电流防护技术要求》YD/T695-93

61《用户终端设备耐过电压和过电流能力要求和试验方法》YD/T870-1996

62《通信电源设备的防雷技术要求和测试方法》YD/T944-1998

63《电信交换设备过电压过电流防护技术要求及试验方法》YD/T950-1998

64《电信终端设备防雷技术要求及试验方法》YD/T993-1998

65《铁路电子设备用防雷保安器》TB/T2311-2002

66《铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件》TB/T3074-2003

67《水文自动测报系统规范》SL61-94

68《户外广告设施钢结构技术规程》CECS148:2003

69《档案馆建筑设计规范》JGJ25-2000

70《剧场建筑设计规范》JGJ57-2000

71《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96